[发明专利]一种基于固废物再利用的水下桥墩防护系统

说明书

本发明公开了一种基于固废物再利用的水下桥墩防护系统。所述的防护系统从内到外依次由桥墩、蜂窝状抗冲击工程塑料管层、碳纤维复合板层和弹性耐磨防腐涂层组成。所述的蜂窝状抗冲击工程塑料管层由多个抗冲击工程塑料管通过不锈钢丝或不锈钢带捆绑后围绕桥墩竖向布置。所述碳纤维复合板层由环氧树脂基连续碳纤维复合板围成。弹性耐磨防腐涂层为聚脲类防腐涂层，涂覆于整个防护系统外表面。与现有技术相比，本发明集吸能效果好，抗冲击能力强；耐磨耐腐蚀性好，使用寿命长；自重轻，对桥墩和碰撞船只负面影响小；固废物再利用，环保效益好等优点于一体，可有效解决现有水下桥墩的耐久性难题。

技术领域

本发明属于交通工程技术领域，具体涉及一种基于固废物再利用的水下桥墩防护系统。

背景技术

混凝土因原料丰富、价格低廉、抗压强度高、耐久性好等众多优点，成为当代用量最大，应用最广的土木工程材料，但它也有自重大、抗裂性差、性质脆等不足，限制了其更大范围的应用。混凝土耐久性直接决定其工程寿命，因此长期以来受到人们的高度重视。虽然混凝土是一种耐久性材料，但本质上是一种非均匀的多孔性脆性材料，在使用过程中，不可避免会受到腐蚀介质如水、盐溶液、酸性气体等物质的侵蚀和荷载作用(如表面磨蚀、疲劳荷载、冲击荷载)的破坏，导致耐久性下降，使用寿命缩短。

为了提高混凝土耐腐蚀性能，通常的做法是提高混凝土的密实度或表层涂刷防腐涂料，以封闭混凝土空隙，阻止腐蚀介质的渗透。但提高混凝土密实度势必将增加其自重，增强其脆性，劣化其抗冲击性能；表层涂刷防腐涂料虽然可以有效阻止腐蚀介质的渗透，但其作用时效较短，容易老化或受外力破坏，导致涂层出现缺陷，防护体系失效。

为了提高混凝土抗冲击和抗疲劳性能，通常的做法是在混凝土配方中添加纤维类材料或体外设置防护装置。添加纤维类材料虽然可以提高混凝土抗折性能，但提高幅度有限，对抗冲击性能提高微弱，且高掺量纤维类材料在混凝土中的分散问题一直是一个难点，限制了混凝土抗折和抗冲击性能的大幅度提升；在体外设置防护装置虽然可以很好的保护混凝土结构，避免受到冲击或碰撞，但该类装置往往占用较大的空间，影响混凝土结构物的美观，在保护混凝土结构的同时，也容易造成与之相撞的人或物的损伤。

混凝土桥梁是我国最主要的桥梁类型，而水下桥墩是最易出现病害而导致耐久性下降的部位。水下较高的静态压力和疲劳应力、河水冲刷、淘刷、磨损、气蚀、严寒地区的冻融和侵蚀(化学腐蚀和电化学腐蚀)、船舶碰撞、浮冰及地震袭击、环境荷载(如生物附着)和桥梁上部结构传递的工作荷载等，均易导致桥梁水下结构形成各种损伤缺陷，且不易被发现，这些损伤缺陷导致桥梁承载能力和耐久性降低，严重危及行车安全和桥梁寿命。因此，为解决现有水下桥墩易腐蚀易破损的难题，开发一种集抗冲击和抗疲劳性能强、耐磨和耐腐蚀性能好、自重轻等优点于一体的水下桥墩防护系统具有重要的现实意义。

发明内容

为解决现有水下桥墩易腐蚀易破损，耐久性差的难题，本发明提供了一种基于固废物再利用的水下桥墩防护系统。

本发明所述的基于固废物再利用的水下桥墩防护系统，从内到外依次由桥墩、蜂窝状抗冲击工程塑料管层、碳纤维复合板层和弹性耐磨防腐涂层组成。所述的蜂窝状抗冲击工程塑料管层由多个抗冲击工程塑料管通过不锈钢丝或不锈钢带捆绑后围绕桥墩竖向布置。抗冲击工程塑料管内填充弹性环氧砂浆1。所述碳纤维复合板层由环氧树脂基连续碳纤维复合板围成。桥墩与碳纤维复合板层之间，各个抗冲击工程塑料管外的空隙由弹性环氧砂浆2填充。弹性耐磨防腐涂层为聚脲类防腐涂层，涂覆于整个防护系统外表面。

所述抗冲击工程塑料管为聚碳酸酯改性聚醚醚酮管，管外径为80-120mm，壁厚15-20mm。

所述的碳纤维复合板层由多层预浸料以90°铺层的方式成型，板厚度为0.5-1.5mm，碳纤维复合板通过机械螺栓连接成圆筒形。

所述弹性环氧砂浆1由A、B、C三组分组成，质量比A：B：C＝1:0.4-0.6:2-3。